纳米银水性抗菌木器涂料的研制与应用

摘要

随着科学技术的不断发展和环保意识的日益增强，人们越来越关注生活和办公环境，由于家具可能成为病毒传播的媒介，因此研制具有广谱，高效，持久性能的抗菌水性木器涂料具有十分重要的意义。纳米银材料因其独特的纳米效应，具有高效的杀菌能力，广谱的抗菌效果，且能利用自然光催化降解有机污染物，净化空气，为纳米银抗菌新型功能涂料的开发提供一条有效途径。
　　1.以硅溶胶为载体，采用硼氢化钠，水合肼，葡萄糖三种不同还原剂通过化学还原法制备出纳米银溶胶。利用电子扫描显微镜，紫外-可见分光光度计，动态光散射粒度分析仪等对溶胶样品的结构，粒径和稳定性进行了表征，探讨了不同还原剂，载体用量以及负载的硝酸银溶液浓度对纳米银溶胶的稳定性和粒径的影响。结果表明，以葡萄糖为还原剂，硅溶胶负载的银离子浓度为0.05mol/L时，制备的纳米银溶胶呈球形，平均粒径29.5nm，粒径分布窄，室温下稳定储存大于2个月，银溶胶浓度可达1000mg/L，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度均为31.25mg/L。
　　2.在我们实验室已有研究的基础上，制备出一种用苯乙烯改性的热-紫外光双重固化乳液。探讨了软硬单体的配比，苯乙烯用量，核壳单体质量比对双重固化乳液性能的影响。合成的双重固化乳液的硬度能达到3H，耐乙醇擦拭106次不破，耐水性和耐碱性均优良。
　　3.将纳米银溶胶引入双重固化乳液体系，配方设计制备出了纳米银水性抗菌木器涂料，并探讨了一些助剂，纳米银溶胶的用量和涂装工艺对木器涂料漆膜性能的影响。结果表明:当有机硅交联剂的质量分数为1％，蜡乳液质量分数为4％，银溶胶的质量分数为10％，采用一腻一底两面的涂装工艺，得到了高性能的水性木器涂料，各项技术指标均能达到水性木器漆的国标HGT23999-2009的要求。
　　4.通过纳米银水性抗菌木器涂料对细菌和霉菌的抗菌性能和降解甲醛效果的实验表明:当纳米银溶胶质量分数为10％，24h后该木器涂料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的灭菌率都可达90％以上，防霉效果可以达到2级，自然光照射48h后对甲醛的降解率可达到70％。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 纳米银的性质

1．1．1 银的基本性质

1．1．2 银的抗菌性能

1．1．3 纳米银的特殊效应

1．2 纳米银的制备及应用

1．2．1 纳米银的制备方法

1．2．2 纳米银的应用

1．3 水性木器涂料的定义及研究进展

1．3．1 水性木器涂料的定义

1．3．2 水性木器涂料的研究现状

1．4 纳米银水性抗菌涂料的研究进展

1．4．1 木质家具引起室内污染的现状

1．4．2 涂料用纳米载银无机抗菌剂的研究进展

1．4．3 纳米银抗菌水性涂料的研究进展

1．5 本论文的研究意义、创新性及内容

1．5．1 本论文的研究意义

1．5．2 本论文的创新性

1．5．3 本论文的研究内容

第二章 高浓度纳米银溶胶的制备

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 主要实验原料

2．2．2 主要仪器设备

2．2．3 纳米银溶胶的制备

2．2．4 纳米银溶胶结构及稳定性表征

2．3 结果与讨论

2．3．1 不同还原剂制备的纳米银溶胶的稳定性分析

2．3．2 不同质量硅溶胶载体对纳米银溶胶粒径的影响

2．3．3 不同浓度硝酸银溶液制备的纳米银溶胶的紫外可见图谱分析

2．3．4 纳米银溶胶浓度的测定

2．4 本章结论

第三章 热-紫外光双重固化乳液的制备

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 主要实验原料

3．2．2 主要仪器设备

3．2．3 实验步骤

3．2．4 性能测试

3．3 结果与讨论

3．3．1 软硬单体比例对双重固化乳液性能的影响

3．3．2 核壳单体质量比对双重固化乳液涂膜性能的影响

3．3．3 MMA与St的比例对双重固化乳液涂膜性能的影响

3．3．4 热-紫外光双重固化乳液的反应机理及红外分析

3．4 本章小结

第四章 水性抗菌木器涂料的配方设计

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 主要实验原料

4．2．2 主要仪器及设备

4．2．3 热-紫外光双重固化水性木器漆的配制

4．2．4 双重固化水性抗菌木器漆膜的制备

4．2．5 双重固化水性抗菌木器涂料漆膜性能测试

4．3 实验结果与讨论

4．3．1 水性木器涂料低漆，腻子，面漆的选择标准

4．3．2 有机硅交联剂添加量对木器涂膜性能的影响

4．3．3 蜡乳液添加量对涂膜性能的影响

4．3．4 纳米银溶胶添加量对水性木器漆漆膜性能的影响

4．3．5 不同刷涂工艺的漆膜效果

4．3．6 刷涂和喷涂下漆膜效果及与现行标准的对比

4．3．7 热-紫外光双重固化水性木器涂料各项技术指标检测结果

4．4 本章小结

第五章 纳米银水性木器涂料抗菌性能的研究

5．1 前言

5．2 实验部分

5．2．1 主要实验原料

5．2．2 主要仪器设备

5．2．3 实验步骤

5．3 结果与讨论

5．3．1 纳米银溶胶的抗菌性能

5．3．2 纳米银水性抗菌木器漆抗菌防霉性能的评价

5．4 本章小结

第六章 纳米银水性木器涂料降解甲醛效果的研究

6．1 前言

6．2 实验部分

6．2．1 实验原理

6．2．2 仪器和试剂

6．2．3 实验步骤

6．3 结果与讨论

6．3．1 甲醛浓度标准曲线的绘制

6．3．2 不同质量分数的纳米银溶胶对降解甲醛效果的影响

6．3．3 不同处理时间对降解甲醛效果的影响

6．4 本章小结

结论与展望

结论

后续展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

声明

致谢